في هذا الموضوع سوف نتعرف على مجموعة روبوتات ليغو التعليمية LEGO Mindstorms ، والتي تمت صناعتها لتسهيل تعلم علم الروبوتيك ومبادئ الآلات وخوارزميات البرمجة للمبتدئين.
مدخل تاريخي بسيط:
شركة ليغو LEGO:
هي شركة دانماركية، بدأت بعمل مجموعات تركيبية (مكعبات أو أشكال هندسية أخرى) للأطفال ليقوموا ببناء أشكال منها للعب، كالمنازل والحيوانات. تميزت الشركة عن غيرها بأنها أنشأت نظاماً للعب، أي أن جميع القطع من شركة ليغو سواء تم إنتاجها في 1980 أو في 2016 تتراكب مع بعضها، مما يسمح بتشكيل هياكل ضخمة إذا توافرت أعداد كبيرة من القطع (يوجد عدة نسخ من سيارات شهيرة عالمياً مركبة بشكل كامل من قطع ليغو وبالأبعاد الحقيقية).
بعد عدة سنوات من إنشاء الشركة وشهرة نظام اللعب الخاص بها، بدأت الشركة بإضافة ميزات لهذا النظام تسمح بعمل هياكل متحركة، كالعجلات ومحاورها، مقابض لحمل الأجسام، وغيرها من القطع التي سمحت بعمل عربات مختلفة المهام، لكن هذه العربات يجب تحريكها بشكل يدوي.
قطع ليغو التركيبية
مجموعة قطع ليغو التقنية LEGO Technic:
قامت شركة ليغو بعمل محركات خاصة تتوافق مع نظام اللعب الخاص بها. وهذه المحركات نوعين:
- نوع يتم تشغيله عن طريق أزرار تشغيل/إيقاف، مما سمح بعمل عربات متحركة بشكل بسيط.
- نوع يتم تشغيله عن طريق جهاز تحكم عن بعد بسيط.
عربة زراعية مركبة باستخدام مجموعة ليغو التقنية LEGO Technic
مجموعة روبوتات ليغو التعليمية LEGO Mindstorms Set:
مع تطور العلوم الإلكترونية والتقنية، وازدياد الوعي لتعليم الأطفال مبادئ الهندسة العملية، قام أحد المهندسين في معهد ماساتشوتس التقني MIT في أمريكا بالبدء بمشروع عمل وحدة تحكم موجهة للأطفال تقوم بالاستفادة من نظام ليغو للعب مع محركاته، بحيث يمكن برمجة وحدة التحكم هذه عن طريق لغة برمجة رسومية بسيطة جداً.
قامت شركة ليغو حينها بتبني هذا المفهوم وأطلقت أول وحدة تحكم قابلة للبرمجة للتحكم بنظام لليغو للعب تحت اسم RCX في 1999. ثم أصدرت بعد عدة أعوام الإصدار الثاني NXT في 2006 والإصدار الثالث EV3 في 2013.
هذه السلسلة من وحدات التحكم والقطع التركيبية، تدعى مجموعات روبوتات ليغو التعليمية LEGO Mindstorms Sets.
تقريباً وحدة التحكم RCX لم تعد مستخدمة أبداً، أما وحدات NXT, EV3 فيه مستخدمة في العديد من المدارس والجامعات لتعليم مبادئ الروبوتيك والآلات والبرمجة، كما أن هناك العديد من المسابقات العالمية التي تعتمد على هذه التجهيزات مثل أولمبياد الروبوت العالمي WRO ودوري فيرست لربوتات ليغو FLL.
روبوت تعليمي بسيط باستخدام وحدة التحكم NXT
روبوت تعليمي بسيط باستخدام وحدة تحكم EV3
لمعرفة المزيد عن شركة ليغو ومنتجاتها، يمكن قراءة المقال عن الشركة في موقع ويكيبيديا النسخة الإنكليزية (النسخة العربية لا تحتوي إلا على معلومات سطحية):
ولمعرفة المواصفات التقنية والإختلافات بين NXT و EV3، يمكن قراءة هذا المقال الذي كتبه زاندر سولدات، مهندس برمجيات يعمل في شركة “روبوماتر” التي تهتم بالروبوتات التعليمية:
معلومات مختصرة عن وحدات التحكم NXT و EV3:
وحدات التحكم من ليغو، من اليسار إلى اليمين RCX, NXT, EV3
إن كلاً من وحدتي التحكم يحتويان على ما يلي:
- معالج داخلي ARM لقيادة الوحدة. تحوي وحدة NXT متحكماً إضافياً لقيادة المحركات، بسبب أن المعالج الخاص بها له قدرة معالجة أقل من المعالج الخاص بوحدة EV3.
- شاشة نقطية تقوم بعرض واجهة التفاعل مع وحدة التحكم، ويمكن استخدامها في البرمجة لعرض قيم أو رسومات معينة.
- مجموعة أزرار للتفاعل مع واجهة التحكم بالوحدة، ويمكن استخدامها في البرمجة للتفاعل مع البرنامج الذي يعمل الروبوت على أساسه.
- 4 منافذ لتوصيل الحساسات، تحوي كل من المجموعتين التعليميتين الحساسات التالية (حساس إضاءة، حساس لمس، حساس مسافة). تحوي مجموعة NXT حساساً لشدة الصوت. وتحوي مجموعة EV3 حساساً للدوران (جايروسكوب) وحساساً لقراءة الألوان تم دمجه مع حساس الإضاءة.
- منافذ لتوصيل المحركات (3 في NXT، 4 في EV3).
- مجهر صوتي (سماعة) لإصدار أصوات مختلفة.
- مدخل USB للبرمجة عبر الحاسب.
- تقنية بلوتوث Bluetooth للتواصل مع الحاسب، أو للتواصل بين وحدات التحكم فيما بينها.
- تحوي وحدة التحكم EV3 بالإضافة لذلك منفذ USB آخر له عدة استخدامات، كما تحوي منفذاً لتوصيل كرت ذاكرة من نوع Micro SD. كما تتميز بأنها تحوي إضاءة بين الأزار الخاصة بها، ويمكن التحكم بهذه الإضاءة برمجياً.
مجموعة القطع التركيبية في مجموعات ليغو التعليمية للروبوتات:
تحوي المجموعات العديد من القطع التي تسهل تركيب روبوتات وآلات متنوعة كالعوارض Beams والموصلات Connectors والعجلات والمسننات والمحاور وغيرها. ويمكن من هذه القطع تركيب عدد لا ينتهي من الهياكل المختلفة.
القطع التركيبية في مجموعة وحدة التحكم NXT
مجموعة القطع التركيبية في مجموعة EV3 Home Edition بالإضافة لوحدة التحكم والمحركات والحساسات
قامت الشركة أيضاً بإصدار مجموعات توسعة تحوي قطعاً تركيبية إضافية لعمل مشاريع روبوتية أكبر:
- LEGO Mindstorms NXT Resource Set
- LEGO Mindstorms Expansion Set
من الأفضل شراء مجموعة التوسعة عند شراء المجموعة الأساسية، لأن معظم المشاريع “الجميلة” أو “القوية” تحتاج لهياكل أكبر من التي يمكن تشكيلها باستخدام المجموعة الأساسية فقط.
مجموع التوسعة NXT Resource Set
مجموع التوسعة EV3 Expansion Set
أمثلة على روبوتات ليغو التعليمية:
الرافعة الشوكية:
وهي عربة تستخدم في المعامل والمصانع لنقل الأغراض بسهولة.
الروبوت المتوازن على عجلتين:
الذراع الروبوتية:
الروبوت العقرب:
اسمى حمزة محمد مصرى الجنسيه من اصل اردنى ادرس فى الصف الثالث الثانوى اصبت بمرض اسمه التقنيه والمعلوميات ومن وقتها وانا اكرس معظم وقتى للعمل بهذه المدونة وخيركم من تعلم العلم وعلمة
تحويل كود إخفاء محول الأكواد الإبتسامات إخفاء